5.Физический уровень сетевых телекоммуникаций: общие понятия, типы и характеристики линий связи, методы передачи данных

Физ. уровень – побитовый уровень.

В совр. телекоммуникационных системах инф-ция передается именно посредством колебаний электромагнитного поля различной природы и частоты – электрических, световых или радиосигналов. В зависимости от типа физической среды передачи информации линии связи могут быть либо кабельными (проводными), либо беспроводными, (электромагнитные волны).

Коаксиальный кабель представляет собой жесткий медный проводник, окруженный толстым изоляционным материалом (пр.: антенный кабель).

кабель типа витая пара состоит из двух проводников, заключенных в оболочку, скрученных с определенным шагом скрутки. Различают экранированную и неэкранированную (cat3 – 10мбит/с, cat5e – 100мбит/с) витую пару. Cat – шаг скрутки.

в оптоволоконном кабеле для передачи данных используются световые импульсы. Сердечник такого кабеля изготовлен из стекла или пластика, окружен слоем отражателя, который направляет световые импульсы вдоль кабеля. Различают одномодовые и многомодовые оптоволоконные кабели. В одномодовом кабеле луч света распространяется практически не отражаясь от внешнего отражателя, а в многомодовом используется более толстый центральный проводник, пластиковый или стеклянный, в котором проходит несколько лучей с разными углами преломления.

Беспроводные линии: радиосигналы в различных диапазонах радиоволн. Для телекоммуникационных систем обычно используются диапазоны радиочастот 902–928 МГц и 2,4–2,484 ГГц.

радиоканал: основное преимущество – отсутствие кабеля, позволяет устанавливать связь на большие расстояния. Имеет низкую помехозащищенность и безопасность информации, т.е. малую надежность передачи информации.

инфракрасный канал используется на достаточно малых расстояниях. Его достоинство – устойчивость к электромагнитным помехам.

Наиболее высокоскоростной является лазерная технология беспроводной связи: безопасность и надежность инф-ционного обмена, можно выделить практически абсолютную защищенность канала от несанкционированного доступа и, как следствие, высокий уровень помехоустойчивости и помехозащищенности. К недостаткам использования лазеров можно отнести их относительно высокие показатели удельной стоимости и потребляемой энергии, а также использование видимой части спектра, что приводит к потенциальной угрозе затухания сигнала из-за влияния атмосферных помех. Wi-Fi и Bluetooth

Характеристики линий связи:

- Амплитудно-частотная характеристика. Показывает, как затухает амплитуда синусоиды на выходе линии связи по сравнению с амплитудой на ее входе для всех возможных частот передаваемого сигнала. - Полоса пропускания. Непрерывный диапазон частот, для которого отношение Авых/Авх превышает некоторый заранее заданный предел (обычно это 0.5). - Затухание. Определяется как относительное уменьшение амплитуды или мощности сигнала при передаче по линии сигнала определенной частоты. Затухание обычно измеряется в Дб (децибел).А=10lg(Pвых/Рвх) А – затухание/ Рвых и Рвх – сигналы - Помехоустойчивость. Определяет способность линии уменьшать уровень помех, создаваемых во внешней среде и во внутренних проводниках. - Перекрестные наводки. Определяют помехоустойчивость кабеля к внутренним источникам помех и замеряется (в Дб). - Пропускная способность. Характеризует максимально возможную скорость передачи данных по линиям связи. Измеряется в бит/с. Чем выше частота передачи сигнала тем больше информации в единицу времени можно передать. - Достоверность передачи данных. Характеризует вероятность искажения для каждого передаваемого бита данных. - Удельная стоимость.